CN1649562A - 持久性纤维处理组合物 - Google Patents

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Abstract

本文提出了包括具有确定的物理化学性质的有机改性的硅氧烷与添加剂的纤维处理组合物，该添加剂使得有机改性的硅氧烷能够比传统状况在毛发上保留更长的一段时间。本组合物可在已被化学处理(如发生在永久染色、漂白和烫发期间的化学处理)损伤过的毛发上获得特别的应用。

Description

持久性纤维处理组合物
发明领域
本发明涉及用于处理天然的和合成的纤维底物的局部用组合物。该局部用组合物包括具有确定的物理化学性质的官能化硅氧烷与持久性添加剂的混合物。该持久性添加剂能够改进官能化硅氧烷以使它们在极性纤维底物上比以前已知的基于硅氧烷的调理剂更加持久，尤其是当该底物为以前被化学处理(如发生在永久染色、漂白和烫发期间的化学处理)损伤过的毛发时。
发明背景
氧化性染色(也称为永久性染色)对毛发造成了不可逆的物理化学转变。在该过程中，典型的做法是将两个组分在施用于毛发之前混合在一起。这些组分通常包括氧化剂如过氧化氢和包括染色物质如染料氧化性前体和偶合剂(在高pH值、典型为约10时被缓冲)。在与毛发接触后，将该混合物放置一段时间，以适于允许产生所需的色彩变换。之后，由于不可逆的化学变化，毛发变得比没有染过的毛发更具亲水性。不受理论的束缚，这种毛发亲水性的变化似乎是由于和尤其是由于毛发中角蛋白-角蛋白半胱氨酸氨基酸的氧化产生了更亲水的磺基丙氨酸氨基酸残余，以及水解了毛发天然疏水的保护层，称为F层，是共价附着在上表皮被膜外面的类脂，18-甲基花生酸。这种染色方法通常被消费者定期地重复，以便维持他们所需的毛发颜色和色度强度，并且还确保新生毛发具有与现有毛发相同的颜色。因此，毛发的极性从靠近经历其第一次染色的头皮处的相对较疏水的表面，变化到可能已经历多次染色处理的发梢处的逐渐更极性的基质。氧化性染发的论述可见于Charles Zviak，Marcel Dekker的“The Science of Hair Care”，New York，1986。这些不可逆的物理化学变化可将它们自身表现为导致糟乱毛发的粗糙度、脆度和干燥度增加。
染色处理后，由于与周围环境接触，并且由于头皮分泌的皮脂，人的毛发会变脏。毛发的污垢使其具有脏污感和无吸引力的外观，并且需要频繁定期地洗发。洗发通过清除过度的污垢和皮脂清洁了毛发，但却使毛发处于润湿、缠结和通常不易整理的状态。一旦毛发变干，由于除去了其天然油以及其它天然的或沉积的调理和保湿组分，头发经常处于干燥、蓬乱、无光泽或卷曲的状态。毛发变干后还导致其具有较高的静电水平，这影响梳理而且导致头发处于通常称为“飞散的头发”的状态。这种情况对于以前氧化性染色的毛发将变得更为严重。
已知使用毛发调理剂来缓解上面的问题。更具体地讲，已知将调理物质加入到着色剂产品中，或将它们单独提供作为着色剂套盒的一部分。还已知在洗发过程中使用调理剂。这些方法包括从使用洗发剂后使用毛发调理剂如免洗型或洗去型产品，到试图用一种产品同时清洁和调理毛发的毛发调理洗发剂。洗发后，典型地分步施用毛发调理剂。毛发调理剂为洗去型或免洗型，这取决于所用产品的类型。常常使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为调理物质以改善毛发感觉。然而已知，就氧化性染色后获得的更加亲水的毛发来说，PDMS沉积大大减少，并且在毛发调理中不能提供与非氧化性染色毛发相同的有益效果。此外，基于PDMS的调理剂无法保留在毛发上足够长的时间，以使有益效果持久。
使用更极性的硅氧烷，如氨基官能化硅氧烷，和更亲水的季胺官能化硅氧烷是已知的-一方面涉及EP 0 275 707和WO 99/49836，且另一方面涉及US 6,136,304。然而，尽管这些显示它们在更极性的受损毛发上具有改进的沉积，但是它们在上述基质上的持久性却很差。增加的极性使得这些硅氧烷更加易于通过洗涤而被移除(从而降低了持久性)。不受理论的束缚，据信，这是由于上述硅氧烷比较低极性的硅氧烷具有增加的水亲和力，使得它们在洗发过程中更易于被洗去。
将有机改性的树脂加成到非极性聚二甲基硅氧烷中是已知的。在WO92/10161中，通过树脂的加成改进基于PDMS的硅氧烷调理剂，那样以改善硅氧烷在受损毛发上的沉积。然而，这无法解决在化学损伤毛发上的持久性问题：聚二甲基硅氧烷过于非极性，以至无法充分沉积在亲水的化学损伤的毛发上，甚至无法达到初始的调理有益效果，就更不用说持久的有益效果了。
还已将有机改性的硅氧烷树脂加成到非常亲水的硅氧烷共聚多元醇中。US 2001/0043912涉及解决“卷曲的”毛发问题，并建议通过硅氧烷树脂的加成来改进聚二甲基硅氧烷共聚多元醇以达到这个目的。这个文献没有涉及改善调理剂的持久性。此外，被提议的组合物也无法达到那个目的，因为即使是树脂改性的聚二甲基硅氧烷共聚多元醇，也极其亲水(亲水性指数达到100，详述于下文中)，所以在施用之后立即进行的任何洗涤步骤中，该组合物将被洗去。
考虑到上面的论述，本发明将理性地提供一种包含调理剂的毛发处理组合物，该调理剂是持久性的，其不会被快速洗去，从而不会降低对消费者的调理有益效果，尤其是对于受到化学损伤的毛发，如在永久染色、漂白和烫发期间发生的化学损伤。
发明概述
依照本发明的第一个方面，提供了一种纤维处理组合物，其包括下述的混合物
(a)官能化硅氧烷聚合物，其界面张力(IFT)小于或等于15mN/m(15dyne/cm)且亲水性指数(HI)为100；和
(b)持久性添加剂，其可与所述官能化硅氧烷混溶
其中该混合物的(Tanδ)-1大于零，且：
Tanδ＝G”/G’
G’是储能模量
G”是耗能模量。
Tanδ描述了消耗的能量与储存的能量的比率，其中Tanδ＝G”/G’，G”是耗能模量，而G’是储能模量。可通过动态流变性质来确定G”和G’，其依次由流变仪上的振荡扫描来测定，如下文所述。关于动态流变性质测量的更多资料可见于Dennis Laba的“Rheological Properties of Cosmetics andToiletries”，Cosmetic Science and Technology Series，第13卷，Marcel Dekker，Inc.，ISBN 0-8247-9090-1。
为避免疑义，(Tanδ)-1直接等于1/(Tanδ)。
依照本发明，该官能化硅氧烷聚合物能够持久地沉积在处于各种损伤状态中的毛发上。
本文所用术语“纤维”包括天然的或合成的丝状材料。天然材料的非限制性实施例是基于氨基酸的材料，包括蛋白质材料如羊毛、人的毛发，包括velus毛发，以及动物毛皮、棉花、纤维素和丝绸。合成材料的非限制性实施例是聚酯、尼龙和人造丝。
本文所用术语“官能化硅氧烷”包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)，其中至少一个甲基已被不同的基团所置换，该不同的基团优选不是氢；术语“官能化硅氧烷”特别包括如下文中定义的有机改性的硅氧烷。术语“官能性硅氧烷”和术语“官能化硅氧烷”是同义的。
术语“界面张力”和“亲水性指数”将依照下文定义来理解。
本文所用术语“持久性添加剂”包括改进官能化硅氧烷持久性的物质，如用依照下文定义的硅氧烷持久性指数值来量度的物质。换言之，持久性添加剂是当其与官能化硅氧烷混合时，使混合物比单独的官能化硅氧烷更加持久的物质。
如果Y和Z可混合以产生均一化的混合物，该混合物在标准温度和压力条件下，在混合结束后的3个星期中不发生相分离，则本文所用的物质Y可“混溶”于物质Z中。
术语HLB值是该技术领域内的技术人员所熟知的-参见例如RmppChemie Lexikon，Thieme Varlag，Stuttgart，第9版，1995年，其位于“HLB-Wert”条目下。
发明详述
所有引用的参考文献均全文引入本文以供参考。
除非另外特别指明，本文给定的所有百分数均以总组合物的重量计。除非另外特别指明，本文给定的所有比率均为重量比率。
除非另外指明，本文给定的所有分子量均为重均分子量。
除了提出的实际测量值的具体实施例之外，本文所参考的数值应视为受单词“约”限制。
在研究如何解决上述技术问题方面，本发明者不再专注于分子的性质，而是开始考虑改变硅氧烷物理性质所可能具有什么效果。那是因为，我们观察到硅氧烷液滴主要作为流体而不是作为独立的分子，趋于和毛发束相互作用。研究了大量的参数并和对象相比较。官能化硅氧烷倾向于显示具有高动态迁移率、低熔点(在-40℃范围内)、低玻璃化转变温度(在-100℃范围内)，并相应很好地符合牛顿流体-模型。不受理论的束缚，这可能是由于它们与碳链相比，减少了空间相互作用(在O上没有侧基以及和较长的Si-O和Si-C键长)，导致得到了“开放”结构，其是造成围绕Si-O键旋转较低(对于烷烃)位阻的原因。作为牛顿流体，官能硅氧烷不可逆地变形，意味着当外力移除时，该流体没有恢复自身的原始状态趋势，并因此完全消耗和没有储存外力赋予的能量。
令人惊奇的是，本设计人已发现，在限定的亲水性范围内，通过将极性官能化聚硅氧烷流体转化为具有限定粘弹性范围的适度粘弹性流体，可使这些官能化硅氧烷对于化学损伤的毛发，更加持久，同时还保持原有官能化硅氧烷所需的“感觉”特性。
传统上通过界面张力(IFT)来测定亲水性，其是照惯例确定的，使用如下文所定义的悬滴法来测定。本发明者也据他们所能使用这种方法。然而，在我们研究的过程中，变得明显的是对于具有界面张力小于1mN/m(1dyne/cm)的官能化硅氧烷，悬滴法的准确度显著下降。这是因为表面能的差别如此之小以至于难以将“液滴”与周围的介质区分开来。非常亲水的硅氧烷例如购自Wacker Silicones的Wetsoft CTW，是如此亲水以至于极难使用悬滴法来进行IFT量度。不幸的是，我们所关心的亲水性范围包括IFT值小于1mN/m的区域。因此，本设计人不得不采用一种替代方法来测定这个区域-所谓的亲水性系数(HI)，该方法同样如下文所定义。
本发明的官能化聚硅氧烷流体具有的IFT值小于或等于15mN/m并且HI值小于100，优选IFT值小于12mN/m且HI值小于或等于99.5，更优选IFT值小于8mN/m且HI值小于或等于98，还更优选IFT值小于1mN/m且HI值小于99.5，仍更优选HI值在87至98范围间。
为了完整起见，1mN/m(1dyne/cm)的IFT值相当于大约85的HI值。为了便于理解，IFT值越低，相应的HI值就越高，反之亦然。
依照本发明，(tanδ)-1大于零，优选为0.001至小于或等于0.1。高于这个上限，触感性能将会降低，同时官能化硅氧烷/添加剂混合物摸上去变得胶粘和粘结，使消费者难以接受。(tanδ)-1更优选为0.01至小于或等于0.075。
下列表格仅供参考，表1包括一些市售极性官能化硅氧烷物质的(Tanδ)-1值。通过混合上述硅氧烷和持久性添加剂，可使(Tanδ)-1的值大于零，因此改进了持久性性能，如表2中所说明的(见下)：
市售流体 供应商 (tan)-1
XS69-B5476KF861X22-3701EAbilsoft AF100Silwet L8500Wetsoft CTWDC2-8211DC8566Rhodorsil 21637 GE BayerShin EtsuShin EtsuGoldschmidtOSi SiliconesWackerDow CorningDow CorningRhodia -0.04-0.02-0.27-0.15-0.68-0.09-0.19-0.10-0.51
其中负工具价值(Tanδ)-1表示(Tanδ)-1值为零
依照本发明的一个实施方案，官能化硅氧烷与持久性添加剂的重量比在5∶1至1000∶1、优选在10∶1至1000∶1、且更优选在约20∶1至约1000∶1的范围内。
依照本发明的一个实施方案，纤维处理组合物按重量计可包括0.1至20％、优选0.50％至15％、更优选0.50％至10％、且还更优选0.5％至7.5％的官能化聚硅氧烷流体和持久性添加剂的混合物。
依照本发明可掺入到组合物中的官能化硅氧烷包括侧链型或接枝型有机改性的硅氧烷，其中极性官能化取代基被掺入在一价有机基团之内或之上，下文中所用的A1、A2、A3和A4如下所示：
Figure A0380928700131
还包括的是嵌段共聚物型有机改性的硅氧烷，其中这些极性官能化取代基被掺入在二价有机基团之内或之上，下文中用到了A1、A2、A3和A4。
其中Me为甲基，m大于或等于1，n为约50至2000，p为约0至50，q为约0至50，r为约0至50，s为约0至50，其中p+q+r+s大于或等于1，B1为H、OH、烷基或烷氧基。
上述侧链型或嵌段共聚物型官能化硅氧烷还掺入有支化的硅氧烷基团，其包括称为倍半硅氧烷或T基团的MeSiO3/2和被本领域的技术人员称为Q基团的SiO4/2。
有机基团A1、A2、A3和A4可以是包含3至150个碳原子和0至50个杂原子的直链的、支链的或单环或多环的脂族，单不饱和或多不饱和烷基、芳基、杂烷基、杂脂族基或杂烯基部分，杂原子尤其为O、N、S、P且该基团能掺入一种或多种极性取代基，该极性取代基选自具有Hammett ∑参数值在-1.0和+1.5之间的吸电子、电中性或供电子的基团，其可以是非离子、两性离子、阳离子或阴离子基团，包括例如如下定义的基团α1、α2、α3和α4；S连接的基团，包括Sα1、SCN、SO2α1、SO3α1、SSα11、SOα1、SO2Nα1α2、SNα1α2、S(Nα1)α2、S(O)(Nα1)α2、Sα1(Nα2)、SONα1α2；O连接的基团，包括Oα1、OOα1、OCN、ONα1α2；N连接的基团，包括Nα1α2、Nα1α2α3+、NC、Nα1Oα2、Nα1Sα2、NCO、NCS、NO2、N＝Nα1、N＝NOα1、Nα1CN、N＝C＝Nα1、Nα1Nα2α3、Nα1Nα2Nα3α4、Nα1N＝Nα2；其它各种基团，包括COX、CON3、CONα1α2、CONα1COα2、C(＝Nα1)Nα1α2、CHO、CHS、CN、NC和X。
α1、α2、α3和α4可以是包含3至150个碳原子和0至50个杂原子的直链的、支链的或单环或多环的脂族，单不饱和或多不饱和烷基、芳基、杂烷基、杂脂族基或杂烯基部分，杂原子尤其为0、N、S、P。
X是F、Cl、Br或I。
H是氢，O是氧，N是氮，C是碳，S是硫，Cl是氯，Br是溴，I是碘，F是氟。
Hammett∑参数值论述于Rmpp Chemie Lexikon，Georg Thieme Verlag，Stuttgart，New York，第9版，1995年，“Hammett Gleichung”中。
用于本发明中的所述优选的极性官能化取代基包括但不限于聚氧化烯(聚醚)、伯胺和仲胺、酰胺、季铵、羧基、磺酸根、硫酸根、碳水化合物、磷酸根和羟基。更优选地，本发明极性官能化取代基包括但不限于聚氧化烯、伯胺和仲胺、酰胺和羧基。
依照本发明，合适的官能化硅氧烷包括但不限于以商品名如ADM1100和ADM1600市购自Wacker Silicones的具有胺官能度的有机改性的硅氧烷，购自Dow Corning Corporation的DC2-8211、DC8822、DC8822A、DC8803、DC2-8040、DC2-8813、DC2-8630和DC8566，购自Shin-Etsu Corporation的KF-862、KF-861、KF-862S、KF-8005、KF-8004、KF-867S、KF-873和X-52-2328，购自GE Bayer Silicones的TSF 4702、TSF 4703、TSF 4704、TSF4705、TSF 4707、TSF 4708、TSF 4709、F42-B3115、SF 1708、SF 1923、SF 1921、SF 1925、OF TP AC3309、OF 7747、OF-NH TP AI3631、OF-NH TPAI3683，以及以商品名如XS69-B5476市购自GE Bayer Silicones和以商品名Abilsoft AF100市购自Goldschmidt的具有胺和聚醚官能度的有机改性的硅氧烷。
包含于官能化硅氧烷中的优选的极性官能化取代基包含至少一类含氧极性官能化取代基，以至一种或多种极性官能化取代基中氧含量(氧百分比)之和(不包括PDMS主链中的氧)按所述官能化硅氧烷的重量计，为1％至17％、优选2％至15％、且更优选3％至13％。此外，本发明的亲水性官能化硅氧烷组分应具有的硅氧烷含量(硅氧烷百分比)按所述官能化硅氧烷的重量计为45％至95％、优选50％至90％、且更优选55％至85％。硅氧烷含量或硅氧烷计算百分数(硅氧烷百分比)定义为PDMS主链(由硅、氧和任何直接连接的甲基组成)的平均分子量除以整个聚合物的平均分子量。同样地，氧的总含量(氧百分比)定义为每个氧原子的分子量乘以存在于硅氧烷中的平均氧原子个数再除以整个聚合物的平均分子量。
更优选地，该官能化硅氧烷聚合物包含聚氧化烯取代基。聚氧化烯含量(聚醚百分比)应为5％至55％、优选10％至50％、且更优选15％至45％。优选地，硅氧烷百分比和聚醚百分比之和没达到100％，其它组分，如胺和酰胺，补足了余量。硅氧烷含量如上定义且聚醚含量(聚醚百分比)定义为每个聚醚侧链或嵌段的分子量乘以平均侧链或嵌段的数再除以整个聚合物的平均分子量。如果侧链或嵌段聚醚包含环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)单元，那么这个聚醚百分比包括EO百分比和PO百分比之和。如果侧链或嵌段聚醚仅由EO单元或仅由PO单元组成，这个聚醚百分比相当于相应的EO百分比或PO百分比。
还更优选地，该官能化硅氧烷依照下式(1)：
Figure A0380928700161
其中Me等于甲基；R1为甲基或R2或R3；R2为-(CH2)a-NH-[(CH2)a-NH]b-H；且R3为-(CH2)a-(OC2H4)m-(OC3H6)n-OZ；其中x为约50至1500，y为约1至20，z为约1至20；a为约2至5、优选2至4；b为0至3、优选1；m为约1至30；n为约1至30，且Z为H、1至4个碳原子的烷基或乙酰基，前提条件是当y为0时，R1为R2基团，且当z为0时，R1为R3基团。
包含氨基和聚氧化烯基团的通式(1)的侧链有机改性的硅氧烷可通过本领域的技术人员已知的方法制备，通过的步骤包括已知的聚合反应(如平衡或缩聚)和向硅氧烷主链引入有机取代的已知的方法(如氢化硅烷化)。
下列是依照本发明的官能化硅氧烷的非限制性示例性结构。
物质A
Figure A0380928700162
在实施例A中，分子量＝18738，氧百分比＝5.21％(由三十一个氧原子提供)；和
硅氧烷百分比＝81.42％
聚醚百分比＝16.33％
其它百分比 * ＝2.25％
           100.00％
*由其它侧链和聚醚侧链上的-(CH2)3-与-OH部分提供。
物质B
Figure A0380928700171
物质C
Figure A0380928700172
物质D
优选地，依照本发明的该持久性添加剂包括一种或多种有机硅氧烷树脂。
不受理论的束缚，据信有机硅氧烷树脂在官能化聚硅氧烷流体中建立三维网络以产生粘弹性，因此改进了流体的粘着性，并因此改进了在纤维底物上的持久性。优选地，该有机硅氧烷树脂不溶于水。在纤维处理组合物是乳液的情况下，官能化硅氧烷和有机硅氧烷树脂的混合物可以乳化液滴的形式分散于其中。
依照本发明，可包括于持久性添加剂中的有机硅氧烷树脂包括R3SiO1/2“M”单元、R2SiO“D”单元、RsiO3/2“T”单元、SiO2“Q”单元的组合，其互相的比率满足关系RnSiO(4-n)/2，其中n为1.0和1.50之间的值，且R为甲基。硅醇或烷氧基官能度也可出现于树脂结构中。
更优选地，该有机硅氧烷树脂包括重复的单官能R3SiO1/2“M”单元和四官能SiO2“Q”单元，或者称为“MQ”树脂。在该情况下，“M”与“Q”官能单元的比例优选为约0.7，且n值为1.2。像这样的有机硅氧烷树脂以商品名SR1000购自GE Bayer Silicones和以商品名Wacker803购自WackerSilicones。
有利的，依照本发明，在25°左右，该有机硅氧烷树脂为固体，且分子量在1,000至10,000grams/mole的范围内。
对于表2，其说明，通过将MQ树脂加入到一些市售官能化硅氧烷中，可获得持久性方面的改进：
表2
硅氧烷 在化学损伤的毛发上的持久性(％)
硅氧烷Z1 0
硅氧烷Z1+1％MQ树脂2 0
硅氧烷Z1+5％MQ树脂2 19
硅氧烷Z1+10％MQ树脂2 24
 XS69-B54764 7
 XS69-B54764+0.5％MQ树脂2 9
 XS69-B54764+1％MQ树脂2 13
 XS69-B54764+2％MQ树脂2 19
 XS69-B54764+10％MQ树脂2 19
 DC-2-85663 11
 DC-2-85663+0.05％MQ树脂2 52
 Rhodorsil 216375 2
 Rhodorsil 216375+0.5％MQ树脂2 52
 Rhodorsil 216375+1.0％MQ树脂2 100
(1)硅氧烷Z为具有平均110个D单元和两个封端的氨丙基官能团的氨基硅氧烷
(2)以商品名SR1000购自GE silicones
(3)以商品名DC-2-8566购自Dow Corning
(4)以商品名XS69 B5476购自GE silicones
(5)以商品名Rhodorsil 21637购自Rhodia
依照本发明的纤维处理组合物是有利的毛发处理组合物。依照本发明，上述组合物可另外包括毛发漂白组分和/或染发组分。
依照本发明的另一个方面，提供一种毛发处理套盒，其包括：
(a)氧化性漂白组合物
(b)染料组合物
如上文定义的毛发处理组合物，其包括在组分(a)中和/或包括在组分(b)中和/或作为单独的组分提供。
依照本发明，该纤维组合物可包括美容上可接受的赋形剂以作为稀释剂、分散剂或组合物中硅油的载体，以便在施用组合物时促进硅油的分布。该赋形剂可以是含水的乳液、水、液体或固体润肤剂、溶剂、湿润剂、推进剂、增稠剂和粉末。
有利地，依照本发明，该纤维处理组合物可以含水乳液的形式作为主要的组分，虽然其也可包括含水有机溶剂。该乳液可以是油包水乳液、水包油乳液、水包油包水多重乳液或油包水包油多重乳液，但优选水包油乳液(水包硅氧烷乳液)。
本发明的乳液处理组合物的含水连续相还可包括乳化剂以促进乳状液的形成。用于本乳液处理组合物含水连续相中的乳化剂可包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、水溶性聚合物表面活性剂，水溶性含硅氧烷表面活性剂、具有HLB值大于约10的非离子表面活性剂，或能在硅氧烷液滴周围形成稳定液晶的表面活性剂体系。该非离子表面活性剂具有的HLB值优选至少为12、且更优选至少约15。属于这一类的表面活性剂列于McCutcheon的“Emulsifiers and Detergents”，北美和国际版，MC Publishing Co.，Glen Rock NJ，第235页至第246页(1993)。
含水相中所用的乳化剂不能使含水相凝胶。然而，该乳化剂能够在硅氧烷液滴周围形成稳定的层状液晶层。这个阻挡膜防止了乳状液滴间的聚结。在该情况下，该表面活性剂体系可以是单独的表面活性剂或表面活性剂混合物。在某些实施例中，特殊的表面活性不能独自地形成液晶结构，但可以在第二种表面活性剂的存在下参与液晶的形成。上述表面活性剂体系在硅氧烷周围形成了层状液晶层以在硅氧烷和含水相之间提供了屏障。这种类型的乳状液不同于常规乳状液，该常规乳状液依赖表面活性剂的亲水和疏水成分在硅氧烷-水界面上的定向作用。在硅氧烷周围层状液晶层的形成可以在马尔他十字的存在下检测到，该马尔他十字可通过正交起偏振片用光学显微镜法或用冷冻断面电镜法看到。
能参与硅氧烷液滴周围液晶结构形成的表面活性剂的示例性种类包括，但不限于特殊的阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、季铵盐表面活性剂和类脂表面活性剂。
具体的非离子表面活性剂为具有约14至约20个碳原子的脂肪醇或脂肪酸或其衍生物，或这些的混合物。这些物质主要是直链的或支链的。一些实施例包括肉豆蔻醇、肉豆蔻酸、鲸蜡醇、棕榈酸、鲸蜡硬脂醇、硬脂醇、硬脂酸、油酸、油醇、花生醇、花生酸，及其混合物。
其它的具体的非离子表面活性剂包括脂肪族(C16至C22)的直链或支链伯醇或仲醇或酚与氧化烯，通常为环氧乙烷的缩合物，通常为具有1至30环氧乙烷基。一些实施例包括但不限于十六烷基聚氧乙烯醚-1、十六烷基聚氧乙烯醚-2、十六烷基聚氧乙烯醚-3、十六烷基聚氧乙烯醚-4、十六烷基聚氧乙烯醚-5、十六烷基聚氧乙烯醚-6、十六烷基聚氧乙烯醚-10、十六烷基聚氧乙烯醚-12、十六烷基聚氧乙烯醚-14、十六烷基聚氧乙烯醚-15、十六烷基聚氧乙烯醚-16、十六烷基聚氧乙烯醚-20、十六烷基聚氧乙烯醚-24、十六烷基聚氧乙烯醚-25、十六烷基聚氧乙烯醚-30、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-2、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-3、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-4、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-5、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-6、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-7、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-8、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-9、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-10、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-11、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-12、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-13、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-14、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-15、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-16、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-17、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-18、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-20、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-22、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-23、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-24、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-25、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-27、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-28、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-29、鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-30、硬脂基聚氧乙烯醚-2、硬脂基聚氧乙烯醚-3、硬脂基聚氧乙烯醚-4、硬脂基聚氧乙烯醚-5、硬脂基聚氧乙烯醚-6、硬脂基聚氧乙烯醚-7、硬脂基聚氧乙烯醚-8、硬脂基聚氧乙烯醚-10、硬脂基聚氧乙烯醚-11、硬脂基聚氧乙烯醚-13、硬脂基聚氧乙烯醚-14、硬脂基聚氧乙烯醚-15、硬脂基聚氧乙烯醚-16、硬脂基聚氧乙烯醚-20、硬脂基聚氧乙烯醚-21、硬脂基聚氧乙烯醚-25、硬脂基聚氧乙烯醚-27、硬脂基聚氧乙烯醚-30、花生基聚氧乙烯醚-20、二十二烷基聚氧乙烯醚-5、二十二烷基聚氧乙烯醚-10、二十二烷基聚氧乙烯醚-20、二十二烷基聚氧乙烯醚-25、二十二烷基聚氧乙烯醚-30，以及它们的混合物。
具体的阳离子表面活性剂包括季铵盐的卤化物，如，烷基三甲基铵卤化物，其中烷基具有约12至22个碳原子，如十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、鲸蜡基三甲基氯化铵、二十二烷基三甲基氯化铵、苄基三甲基氯化铵、辛基二甲基苄基氯化铵、葵基二甲基苄基氯化铵、硬脂基二甲基苄基氯化铵、双硬脂基二甲基氯化铵、双十二烷基二甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、牛油基三甲基氯化铵、椰油基三甲基氯化铵、氯化十六烷基吡啶，及它们其它相应的卤化物盐或氢氧化物。优选的阳离子表面活性剂是鲸蜡基三甲基氯化铵(CTAC)和鲸蜡基三甲基溴化铵(CTAB 99％购自Fluka，CTAC 50％(Arquad 16-50，Akzo))。当CTAC和CTAB是优选的阳离子表面活性剂时，优选的阳离子表面活性剂使用量为2％至10％。此外，当使用单烷基取代的阳离子表面活性剂时，也优选使用胆固醇，其中胆固醇和阳离子表面活性剂的比值范围为0.1∶1.0至1.0∶1.0，更优选0.5∶1.0至1.5∶1.0，并且最优选0.7∶1.0至1.25∶1.0。
具体的阴离子表面活性剂为二烷基磺酸盐、二烷基醚磺酸盐、二烷基芳基磺酸盐、二烷酰基羟乙基磺酸盐、二烷基琥珀酸盐、二烷基磺基琥珀酸盐、二-N-烷氧基肌氨酸盐、二烷基磷酸盐、二烷基醚磷酸盐、二烷基醚羧酸盐，和二-a-烯烃磺酸盐，特别是他们的钠盐、镁盐、铵盐和单、二及三乙醇胺盐。该烷基和酰基通常含12至20个碳原子，而且可以是不饱和的。
稳定的液晶可由包括基于丙三醇和鞘氨醇的磷脂或基于鞘氨醇的糖脂的类脂表面活性剂形成。如果优选磷脂，磷脂酰胆碱(卵磷酯)是优选的。由磷酸甘油酯、丝氨酸、胆碱和乙醇胺组成的醇部分是尤其优选的，和那些由链长为C14至C24组成脂肪链是优选的。脂肪酸链可以是支链或非支链、饱和的或不饱和的，而且，棕榈酸、肉豆蔻酸、油酸、硬脂酸、花生四烯酸、亚麻酸、亚油酸和花生酸是尤其优选的。
在含水连续相中形成液晶的表面活性剂优选为非离子型且包括C16-22的脂肪醇，和具有1至30个环氧乙烷基团的C16-22的脂肪醇乙氧基化物。具体的实施例包括鲸蜡硬脂醇、鲸蜡醇、硬脂醇、花生醇、油醇、带有在10和30之间的环氧乙烷基团的鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚乙氧基化物、带有10至30环氧乙烷基团的十六烷基聚氧乙烯醚乙氧基化物、带有在10和30之间的环氧乙烷基团的硬脂基聚氧乙烯醚乙氧基化物，以及它们的组合。优选地，将C16-22的脂肪醇和C16-22的脂肪醇乙氧基化物以10∶1至0.5∶1、更优选6∶1至1∶1、最优选5∶1至1.5∶1的比例组合使用。
该含水连续相理论上应包含足够稳定硅氧烷的一定量的乳化剂。在一个实施方案中，该含水连续相包括乳化剂的含量按所述含水连续相的重量计为约0.1％至约15％、且更优选约0.1％至约10％。
依照本应用的组合物可在毛发染色组合物、特别是氧化性染发剂方面得到具体应用，其中毛发处于特殊的侵蚀性环境中。
用于本发明的优选的染发剂是氧化性染发剂。依照本发明，组合物中每种氧化性染发剂的浓度按重量计可为约0.0001％至约5％。
任何氧化性染发剂均可用于本发明组合物中。典型地，氧化性染发剂包括至少两种组分，它们被共同称为染料形成中间体(或前体)。染料形成中间体可在有适合的氧化剂参与的情况下与之反应以形成有色的分子。
用于氧化性毛发着色剂的染料形成中间体包括：芳族二胺、氨基苯酚、各种杂环、苯酚、萘酚和它们的各种衍生物。这些染料形成中间体可从广义上划分为：主要中间体和次要中间体。主要中间体是经氧化被活化，且而后可彼此反应和/或与偶合剂反应形成有色的染料配合物的化合物，它们也已知被称为氧化性染料前体。次要中间体通常是无色的分子，它们可在活化前体/主要中间体的存在下形成颜料，并且可与其它中间体一起用于产生特定的颜色效果或使颜色稳定，次要中间体也已知被称为颜色调节剂或偶合剂。
适用于本发明组合物和方法的主要中间体包括：芳族二胺、多羟基酚、氨基苯酚和这些芳族化合物的衍生物(如，N-取代的胺衍生物和苯酚类的醚)。这类主要中间体在氧化前通常是无色的分子。
不受任何具体理论的束缚，据信由这些主要中间体和次要偶合剂化合物形成颜料的方法通常包括逐步的顺序，根据该顺序，主要中间体可被活化(通过氧化)，然后与偶合剂结合得到二聚的共轭有色物质，之后与另一个“被活化的”主要中间体结合产生三聚的共轭有色分子。
一般而言，氧化性染料主要中间体包括经过氧化形成低聚物或聚合物的那些物质，在所述低聚物或聚合物的分子结构中具有延伸的共轭电子体系。由于新的电子结构，所得低聚物和共聚物的电子光谱表现出向可见光范围位移而产生出颜色。例如，可形成有色聚合物的氧化性主要中间体包括那些物质，例如苯胺，它只具有一个官能团并且经过氧化形成一系列从绿色到黑色范围的共轭的亚胺和醌型二聚体、三聚体等。具有两个官能团的化合物，例如对苯二胺，能氧化聚合得到高分子量的有色物质，具有延伸的共轭电子体系。本领域已知的氧化性染料可用于依照本发明的组合物。适用于本发明的主要中间体和次要偶合剂的代表性列表见Sagarin的“Cosmetic Science and Technology”，Interscience，特刊，第2卷，第308页至第310页。
主要中间体可单独使用或者与其它主要中间体组合使用，并且一种或多种主要中间体可与一种或多种偶合剂组合使用。对主要中间体和偶合剂的选择取决于所需的颜色、色泽和颜色的强度。可用于本发明的有十九种优选的主要中间体和偶合剂，它们可以单独或结合使用以提供从灰白色到黑色的各种色泽的染料；它们是：连苯三酚、间苯二酚、对甲苯二胺、对苯二胺、邻苯二胺、间苯二胺、邻氨基苯酚、对氨基苯酚、4-氨基-2-硝基苯酚、硝基-对苯二胺、N-苯基-对苯二胺、间氨基苯酚、2-氨基-3-羟基吡啶、1-萘酚、N，N-双(2-羟乙基)对苯二胺、间苯二酚、二氨基吡唑、4-氨基-2-羟基甲苯、1，5-二羟基萘、2-甲基间苯二酚和2，4-二氨基苯甲醚。这些物质可以分子形式或过氧化物相容的盐的形式使用。
除了氧化性染发剂以外，本发明的毛发染色组合物还可包括非氧化性染料物质和其它染料物质，或者用非氧化性染料物质和其它染料物质代替氧化性染发剂。适用于依照本发明的染发组合物和方法的可任选的非氧化性和其它染料包括非永久性的、暂时的和其它染料。如本发明定义的非氧化性染料包括所谓的“直接作用染料”、金属性染料、金属螯合物染料、纤维活性染料和其它合成或天然染料。各类非氧化性染料详述于：ClarenceRobbins的“Chemical and Physical Behaviour of Human Hair”第3版，(第250页至第259页)；G.S.Kass的“The Chemistry and Manufacture of Cosmetics”第2版，Maison G.De Navarre第45章，(第841页至第920页)；F.E.Wall的“cosmetics：Science and Technology”第二版，第II卷，Balsam Sagarin，第23章，(第279页至第343页)；“The Science of Hair Care”C.Zviak编辑，第7章(第235页至第261页)，和“Hair Dyes”，J.C.Johnson，NoyesData公司，Park Ridge，U.S.A.(1973)，(第3页至第91页和第113页至第139页)。
本发明的毛发染色组合物优选包括至少一种氧化剂，所述氧化剂可以是无机氧化剂或有机氧化剂。氧化剂优选地在染色组合物中含量按所述组合物的重量计为约0.01％至约10％、优选约0.01％至约6％、更优选约1％至约4％。
用于本发明的优选氧化剂是无机的过氧氧化剂。用于本发明组合物中的无机过氧氧化剂应是安全有效的。当本发明的组合物是液体形式或意欲使用形式时，适用于本发明的无机过氧氧化剂优选溶于依照本发明的组合物中。适用于本发明的无机过氧氧化剂优选是水溶性的。如本文所定义的水溶性氧化剂是指25℃下，在1000ml去离子水中溶解度为约10克左右的试剂(“Chemistry”C.E.Mortimer，第5版，第277页)。
用于本发明的无机过氧氧化剂通常是在水溶液中能形成过氧化物的无机过氧化物。无机过氧氧化剂是本领域熟知的，并且包括过氧化氢、无机碱金属过氧化物如高碘酸钠、过溴酸钠和过氧化钠，和无机过氧化氢合物盐氧化物如过硼酸、过碳酸、过磷酸、过硅酸、过硫酸等的碱金属盐。这些无机过氧化氢合物盐可被掺入作为一水合物、四水合物等。如果需要，可使用两种或多种此类无机过氧氧化剂的混合物。虽然碱金属溴酸盐和碘酸盐也适用于本发明，但溴酸盐是优选的。高度优选用于依照本发明的组合物是过氧化氢。
本发明的组合物可以替换无机过氧氧化剂，或除了无机过氧氧化剂外，包括一种或多种预成型的有机过氧酸氧化剂。
用于依照本发明的染色组合物的适宜有机过氧酸氧化剂具有如下通式：
R-C(O)OOH
其中R选自饱和或不饱和的、取代或未取代的、直链或支链的具有1至14个碳原子的烷基、芳基或烷芳基。
用于本发明组合物中的有机过氧酸氧化剂应是安全有效的。当本发明的组合物是液体形式和意欲使用的形式时，适用于本发明的预成形的有机过氧酸氧化剂应优选溶于依照本发明所用的组合物中。适用于本发明的有机过氧酸氧化剂优选是水溶性的。如本发明所定义的水溶性预成形的有机过氧酸氧化剂是指25℃下，在1000ml去离子水中溶解度为约10g左右的试剂(“Chemistry”C.E.Mortimer，第5版，第277页)。
本发明的组合物可任选的包含用于催化无机过氧氧化剂的含过渡金属的催化剂，和可任选的预成形的过氧酸氧化剂。适用于本发明的催化剂公开在WO98/27945中。
本发明组合物可包含重金属离子多价螯合剂作为任选组分。本发明中，重金属离子多价螯合剂是指作用于多价螯合(螯合物或清除剂)重金属离子的成分。这些组分也可具有钙和镁的螯合能力，但优选地，它们对结合重金属离子，如铁、锰和铜表现出选择性。在本发明所述的染发组合物中，上述多价螯合剂有助于递送控制的氧化作用以及有助于提供染发产品良好的贮存稳定性。
重金属离子多价螯合剂存在的的含量按所述组合物的重量计为约0.005％至约20％、优选为约0.01％至约10％、更优选为约0.05％至约2％。
合适的多价螯合剂公开在WO98/27945中。
在pH值为约3至11、优选4至10.5下，可提供依照本发明实施方案的处理组合物用于使用。
本发明组合物不仅在纤维处理方面，如毛发得到应用，而且可应用于其它的基质，如人的皮肤、指甲和不同的动物身体部分，如角、蹄以及羽毛。
测试方法
亲水性指数方法：
可通过在购自英国Bedfordshire的Hanna Instruments的LP2000浊度计上使用比浊法来测定亲水性指数。
将一只100ml的烧杯彻底洗净(包括先用己烷漂洗再用乙醇漂洗)，然后烘干：
1.在烧杯中直接称取0.3500g(+/-0.0015g)官能化硅氧烷。
2.然后在烧杯中直接称取24.6500g(+/-0.0500g)乙醇(乙醇，不小于99.7％vol/vol，A.R.纯度，EEC No.200-578-6)。
3.然后用高剪切搅拌器(购自于IKA Werke GmbH & Co.KG，Staufen，Germany的IKALabortechnik-Ultra-Turrax T8)非常注意地充分搅拌烧杯中的内容物1分钟，以确保硅氧烷完全离开了烧杯的底部并因此完全地混合。
4.立即用移液管移取10ml所得液体到干净的比色皿中(注意：比色皿彻底地用己烷漂洗两次，然后用乙醇漂洗两次，然后在读数之前干燥)，然后将比色皿放入浊度计中。
5.约30秒后记录浊度读数，随后立即再读一次以确认。
6.将步骤1至5重复三次，将浊度值平均以给出官能化硅氧烷的平均浊度读数。
然后，如下计算官能化硅氧烷的亲水性指数：
亲水性指数＝100-((平均浊度)/400)×100
界面张力测定方案
可通过在Kruss DSA-10仪器上进行垂滴形状分析来测定有机改性硅氧烷的硅氧烷/水界面张力，该方法提出于F.K.Hansen，G.Rodsrun的“Surface tension by Pendant drop.A fast standard instrument using computerimage analysis”，Journal of Colloid and Interface Science，第141卷，第1期，1991年1月，第1页至第9页。这个方法的准确度取决于参照流体(通常为水)和测试流体的密度差。假定本官能化硅氧烷中有许多具有的密度接近水，可用D2O(密度为1.1g/cm-3)替代H2O作为更浓相，以确保足够的密度差。有机改性硅氧烷相应的密度可用购自Apollo Scientific Limited的CalculatingPrecision Density Meter DMA 5仪器来测定。
官能化聚硅氧烷流体粘度-测定方案
可使用AR 500旋转流变仪(TA Instruments Ltd.，Leatherhead，SurreyKT22 7UQ，UK)来测定本发明所用的官能化聚硅氧烷流体的粘度。在30℃下，用嵌有49μm(微米)间隙的4cm2°钢锥测量系统进行测定，并通过在2分钟内程序施加0.5至590Pa的剪切应力进行测定。这些数据用于产生物质的剪切速率对剪切应力的曲线。然后，模拟这个流变曲线以确定物质的粘度。这些结果与下列广泛接受的牛顿模型相符合：
粘度，μ＝σ/γ
(其中σ为剪切应力；γ为剪切速率)
硅氧烷持久性方法
毛发基质制备方法
仅在一个极性的化学损伤的毛发基质上来估定持久性。毛发由HugoRoyer Interational Limited(10 Lakeside Business Park，Sandhurst，Berkshire，GU47 9DN，England)提供，并且是混杂的东欧浅棕色人发。使用之前，评估该毛发并使其符合低角质层损伤(＜20％)和误差(＜5％)，以每束至少200根毛发为基准。将一根毛发上的任一损伤视为一个损伤点，然后将总数计算成百分比。将这毛发制成4”(10cm)2g圆形打结的发簇(其中毛发的长度和重量与结下的毛发对应)。
使用下列两种漂白制剂组分使发簇化学损伤：
过氧化物基质
成分 重量/重量百分比
1.乳液基质：
去离子水 29.78
鲸蜡醇(1) 2.24
硬脂醇(2) 2.24
鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-25(3) 1.50
苯氧基乙醇(4) 0.11
苯甲酸钠(5) 0.09
乙二胺四乙酸四钠(87％)(6) 0.04
2.螯合剂预混物
去离子水 35.72
喷替酸五钠(40％)(7) 0.24
羟基乙烷二磷酸(60％)(8) 0.16
磷酸(75％)(9) 0.08
锡酸钠(95％)(10) 0.04
3.过氧化物混合物
过氧化氢(35％)(11) 17.15
去离子水 10.61
染料基质的载体基质
成分 重量/重量百分比
1.乙酸预混物
去离子水 46.49
乙酸(50％)(12) 3.91
2.乳液基质
去离子水 29.78
鲸蜡醇(1) 2.24
硬脂醇(2) 2.24
鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-25(3) 1.50
苯氧基乙醇(4) 0.11
苯甲酸钠(5) 0.09
乙二胺四乙酸四钠(87％)(6) 0.04
氢氧化铵(13) 13.60
(1)：以商品名Surfac cetyl alcohol(Surfac鲸蜡醇)购自Surfachem，Leeds，UK
(2)：以商品名Surfac stearyl alcohol(Surfac硬脂醇)购自Surfachem，Leeds，UK
(3)：以商品名Volpo CS25购自Croda，North Humberside，UK
(4)：以商品名Phenoxyethanol购自Nipa-Hardwicke，Wilmington，Delaware
(5)：以商品名Sodium benzoate(Sodium苯甲酸盐)EP/USP购自Haltermann，Cumbria，UK
(6)：以商品名Edeta B Powder(Edeta B粉末)购自BASF，Cheadle，Cheshire，UK
(7)：以商品名Trilon C liquid(Trilon C液体)购自BASF，Cheadle，Cheshire，UK
(8)：以商品名Dequest 2010购自Solutia，Newport，South wales
(9)：以商品名Phosphoric acid 750F(Phosphoric酸750F)购自Albright & Wilson，West Midlands，UK
(10)：以商品名Sodium stannate(Sodium锡酸盐)购自Aldrich
(11)：以商品名Hydrogen peroxide(Hydrogen过氧化氢)35％ 171/4购自Ellis &Everard，Walsall，UK
(12)：以商品名50％ acetic acid(50％乙酸)购自Hays，Greenwich，London，UK
(13)：以商品名Ammonium Solution BP级购自Brotherton Speciality Products，WestYorkshire，UK
使用下列方案制备这些产品：
过氧化物基质：
第一步是制备乳液基质；这可如下制备：将去离子水加入到一个容器中并开始搅拌，然后加热到82℃。然后，加入乙二胺四乙酸四钠和苯甲酸钠并使其溶解，然后加入鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚25，鲸蜡醇和硬脂醇。在加样过程中，温度保持在80℃以上，最后加入苯氧基乙醇，然后匀化该混合物30分钟。通过将产物冷却至50℃以下并在冷却时还高速剪切，获得乳液结构。然后放置该乳液基质60分钟以增稠。
搅拌下将螯合剂加入到去离子水中以形成螯合剂预混物。然后在搅拌下将这个预混物加入到预先制备的乳液基质中。将过氧化物混合水溶液继之以过氧化氢加入到乳液基质/螯合剂预混物中，并搅拌直至均匀，这样就制备了完整的过氧化物基质。
染料载体基质
染料载体基质可如下制备：将水加入到一个容器中并开始搅拌，然后加入乙酸，以及乳液基质(见上文描述的乳液基质制备，该乳液基质是为制备过氧化物基质准备的)。当充分混合时，将氢氧化铵加入到混合物中并持续搅拌直至产物均一化。
将等重量的两个组分，过氧化物基质和染料载体基质，充分混合在一起，以制成漂白体系。然后，将4g该漂白体系施用在每个干燥的未处理的发簇上，并用手指使其充分的作用于毛发中，以确保均匀完全的覆盖。然后，将该发簇包在食品薄膜中并在30℃下干燥炉中培养30分钟，其后，将该产物用手指搅拌下漂洗2分钟(在设置流速为6 1L min-1以及温度为37 2℃的配有淋浴器的水槽中)。最后，用热风干燥器烘干发簇(Babyliss轻便专业型1015(1400W))3分钟。然后，在设置流速为6 1L min-1以及温度为37 2℃的配有淋浴器的水槽中，洗涤该漂白了的发簇。一开始，在淋浴器下使发簇润湿30秒。然后，将该毛发从水流处移开，向每个发簇上施用0.2g洗发剂(Pantene Pro-V Clarifying Shampoo)，然后用手搓揉起泡30秒，之后在淋浴器下漂洗60秒。将该毛发再从淋浴器下移开，并再施用0.2g洗发剂，并搓揉起泡30秒，之后在淋浴器下最后漂洗60秒。然后，用热风干燥器烘干发簇(Babyliss轻便专业型1015(1400W))3分钟。将这个包括两次洗发剂施用和一次干燥步骤的洗涤方案称为一个单洗涤循环。然后，通过另一个完全的洗涤循环，再次重复这个洗涤方法。然后，依照上面简述的方法，再次漂白该干燥的发簇，并接着通过两个完全的洗涤循环再次洗涤该发簇。在下文中，将上述毛发定义为“损伤的”毛发，并在下文中用作亲水性毛发基质。
毛发处理
制备持久性研究中的官能化硅氧烷，用下列方法进行估定。将官能化硅氧烷聚合物与持久性添加剂预混合，直至均匀。为递送硅氧烷/添加剂混合物，使用包括36％重量百分比的“乳液基质”和可任选包括过氧化氢和氢氧化铵的基质，该“乳液基质”是上文所述用于制备受损毛发基质的，主要通过用水稀释获得。在该基质中，使用常规技术，研究中的1.75％的硅氧烷/添加剂被完全分散。施用足量的产物到四个化学损伤的发簇上一段充分的时间，以提供大于100Ppm的原始沉积。然后，手指搅拌下漂洗该毛发以移除基质(在设置流速为6 1L min-1以及温度为37 2℃的配有淋浴器的水槽中)。用热风干燥器烘干发簇(Babyliss轻便专业型1015(1400W))3分钟。
当该发簇变干时，将它们分为两组，两组均包括相同数量的损伤的发簇。第一组用于测量原始沉积。洗涤第二组以估定硅氧烷持久性。在设置流速为6 1L min-1以及温度为37 2℃的配有淋浴器的水槽中，洗涤该发簇。一开始，在淋浴器下使发簇润湿30秒。将该毛发从水流处移开，向每个发簇上施用0.2g洗发剂(“Pantene Clarifying Clean Shampoo”)，然后用手搓揉起泡30秒，之后在淋浴器下漂洗60秒。然后，将该发簇再施用0.2g洗发剂，并搓揉起泡30秒，之后在淋浴器下最后漂洗60秒。然后，用热风干燥器烘干发簇(Babyliss轻便专业型1015(1400W))3分钟。将这个包括两次洗发剂施用和一次干燥步骤的方案称为一个完整的洗涤循环。然后，通过另十一次完全的循环再次重复这个洗涤方案(总共进行十二次洗涤循环)。然后，测定这些发簇的硅氧烷沉积以估定持久性性能。
硅氧烷沉积测量
使用X射线荧光波长析谱仪(Phillips Electronics，PW2404系列“4000W”X射线分光计体系)来确定硅氧烷在毛发上的沉积含量。该光度计配有铑管，并包括InSb晶体以利于高灵敏度的硅氧烷检测。
激发硅原子的内层电子，然后电子从较高能态跃迁到空内壳层，从而产生了特征X射线光子。聚二甲基硅氧烷(PDMS)中硅氧烷的X射线荧光正比于沉积在毛发上的PDMS的量。有利于使用XRF技术的关键部分是将样本以一致性的方式表现在光度计上的能力。将该发簇放于定做的样本夹持器中，其通过外露的样本面(直径16mm)，呈现了连续平整排列成行的毛发表面。在氮气氛下使用32kV管电压和125mA电流，以60秒照射/采集时间来分析该样本。
定期地监控和评价分析信号中的漂移。采用优选的方法是使用每次估定漂移时不需准备的已知的标准。Ausmon样本是一个适于多种应用的监测样本，包括硅的测定。每天开始分析样本时，用Ausmon样本进行硅的漂移校正。在分析的组别之间，计算的漂移在3％以下。
从以ppm为单位计算毛发上硅氧烷的含量中可得出公式1。
x2＝(I-b1)/m1(1)
其中m1和b1是从根据XRF信号的测定而作出的校准曲线中计算出的，该信号是作为沉积在毛发上的硅氧烷含量的函数，该含量是随后在提取的硅氧烷上使用原子吸收测定的。
为将如上文所描述获得的XRF硅氧烷沉积数据转化为硅氧烷持久性的量度，需要产生一个硅氧烷持久性指数值。为产生该硅氧烷持久性指数值，使用下列公式：
Figure A0380928700321
其中Dep(初始的)等于硅氧烷沉积后无洗涤循环下毛发上获得的XRF沉积值，Dep(12循环)等于硅氧烷沉积且继而12个洗涤循环后毛发上获得的XRF沉积值。
官能化聚硅氧烷流体粘弹性测量
使用AR 500旋转流变仪(TA Instruments)来测定用于本发明的官能化聚硅氧烷流体的G′和G″。在25℃下，用嵌有100微米间隙的6cm丙烯酸平行板测量系统进行测定，并通过在1至40Hz范围内的振荡频率程序施加2Pa的振荡应力进行测定。使用这个数据来确定G′与G″的比率。在线性频率坡度上，记录最少30个数据点。用这些数据来确定20Hz和40Hz之间G与G″的平均比率。
实施例
下列实施例进一步描述和证明了本发明范围内的优选实施方案。给出实施例仅是为了描述的目的，不应被解释为是对本发明的限定条件，因为在不背离其范围的条件下对其进行许多改变是可能的。
实施例1至4-着色剂组合物
过氧化物基质 #1 #2 #3 #4
成分 重量百分比(％) 重量百分比(％) 重量百分比(％) 重量百分比(％)
乳液基质：
去离子水 29.17  29.17  29.17  29.17
鲸蜡醇(1) 2.20  2.20  2.20  2.20
硬脂醇(2) 2.20  2.20  2.20  2.20
鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-25(3) 1.47  1.47  1.47  1.47
苯氧基乙醇(4) 0.11  0.11  0.11  0.11
苯甲酸钠(5) 0.09  0.09  0.09  0.09
乙二胺四乙酸四钠(87％)(6) 0.04  0.04  0.04  0.04
去离子水 35.00  35.00  35.00  35.00
喷替酸五钠(40％)(7) 0.24  0.24  0.24  0.24
羟基乙烷二磷酸(60％)(8) 0.16  0.16  0.16  0.16
磷酸(75％)(9) 0.08  0.08  0.08  0.08
锡酸钠(95％)(10) 0.04  0.04  0.04  0.04
过氧化氢(35％)(11) 16.80  16.80  16.80  16.80
去离子水 10.40  10.40  9.40  9.40
官能化硅氧烷预混物：
-MQ树脂，以商品名SR1000由GE Bayer Silicones公司出售 0.10 0.20 0.06 0.02
-氨基聚醚官能化硅氧烷流体，以商品名XS69-B5476由GE bayersilicones公司出售。 1.90
-氨基官能化聚二甲基硅氧烷，以商品名Rhodorsil 21645由Rhodia公司出售。 1.80
-氨基官能化聚二甲基硅氧烷，以商品名DC 2-8566聚硅氧烷流体由Dow corning公司出售 1.94 1.98
染料基质的载体基质 #1 #2 #3 #4
成分 重量百分比(％) 重量百分比(％) 重量百分比(％) 重量百分比(％)
去离子水 46.49  46.49  46.49  46.49
乙酸(50％)(12) 3.91  3.91  3.91  3.91
乳液基质(见上面的成分) 36.00  36.00  36.00  36.00
氢氧化铵(13) 13.60  13.60  13.60  13.60
 (1)：以商品名Surfac cetyl alcohol(Surfac鲸蜡醇)购自Surfachem，Leeds，UK
 (2)：以商品名Surfac stearyl alcohol(Surfac硬脂醇)购自Surfachem，Leeds，UK
 (3)：以商品名Volpo CS25购自Croda，North Humberside，UK
 (4)：以商品名Phenoxyethanol购自Nipa-Hardwicke，Wimington，Delaware
 (5)：以商品名Sodium benzoate(Sodium苯甲酸盐)EP/USP购自Haltermann，Cumbria，UK
 (6)：以商品名Edeta B Powder(Edeta B粉末)购自BASF，Cheadle，Cheshire，UK
(7)：以商品名Trilon Cliquid(Trilon C液体)购自BASF，Cheadle，Cheshire，UK
(8)：以商品名Dequest 2010购自Solutia，Newport，South wales
(9)：以商品名Phosphoric acid 750F(Phosphoric酸750F)购自Albright & Wilson，West Midlands，UK
(10)：以商品名Sodium stannate(Sodium锡酸盐)购自Aldrich
(11)：以商品名Hydrogen peroxide(Hydrogen过氧化氢)35％ 171/4购自Ellis &Everard，Walsall，UK
(12)：以商品名50％acetic acid(50％乙酸)购自Hays，Greenwich，London，UK
(13)：以商品名Ammonium Solution BP级购自Brotherton Speciality Products，WestYorkshire，UK
实施例着色剂制备的应用
过氧化物基质：
乳液基质可如下制备：将去离子水加入到容器中并开始搅拌，同时加热到82℃。然后，加入防腐剂(乙二胺四乙酸四钠、苯甲酸钠)并使其溶解。然后，加入鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-25、鲸蜡醇和硬脂醇，同时保持温度在80℃以上。然后，加入苯氧基乙醇。然后，将混合物通过回流管路加热至完全混合和匀化。通过将产物冷却至50℃以下并在冷却时剪切，获得乳液结构。将产物放置60分钟以增稠。
螯合剂预混物可如下制备：将螯合剂加入到水中并在容器中将它们混合在一起。然后，将这个溶液加入到乳液基质中。将水加入到前面的混合物中，然后搅拌下加入过氧化氢，制得最终的过氧化物基质。
在搅拌下将官能化硅氧烷和有机硅氧烷树脂预混合在一起，然后加入到过氧化物基质中，并搅拌直至得到所需的粒径。
染料基质的载体系统：
载体基质可如下制备：将水加入到容器中并开始搅拌，然后加入乙酸。然后加入乳液基质(见上述乳液基质的制备)。当完全匀化时，将氢氧化铵加入到混合物中。
为施用于毛发，将过氧化物基质和染料基质以1∶1的比率混合在一起，并施用到干燥的毛发上。
实施例4至5-着色后调理剂
#5 #6 #7
成分 重量百分比(％) 重量百分比(％) 重量百分比(％)
去离子水 61.95-qs  60.95-qs  61.95-qs
乳液基质：
去离子水 29.76  29.76  29.76
鲸蜡醇(1) 2.25  2.25  2.25
硬脂醇(2) 2.25  2.25  2.25
鲸蜡硬脂基聚氧乙烯醚-25(3) 1.50  1.50  1.50
苯氧基乙醇(4) 0.11  0.11  0.11
苯甲酸钠(5) 0.09  0.09  0.09
乙二胺四乙酸四钠(87％)(6) 0.04  0.04  0.04
无水柠檬酸细粒(14) pH微调 pH微调 pH微调
硅氧烷预混物：
-MQ树脂，以商品名SR1000由GEBayer Silicones公司出售 0.20  0.10  0.02
-氨基聚醚官能化硅氧烷流体，以商品名XS69-B5476由GE Bayer silicones公司出售 1.80
-氨基官能化聚二甲基硅氧烷，以商品名Dowcoming2-8566聚硅氧烷流体由Dow corning公司出售 1.98
-氨基官能化聚硅氧烷流体，以商品名Rhodorsil 21637由Rhodia公司出售 1.90
(14)：以商品名citric acid anhydrous fine(精细无水柠檬酸)购自Aldrich
组合物的制备
调理剂组合物可如下制备：在搅拌下将去离子水和乳液基质(见上述乳液基质的制备)加入到容器中。当匀化时，在混合物中加入柠檬酸，直到乳液的pH值在5和6之间。
搅拌下，通过将官能化聚硅氧烷流体和有机硅氧烷树脂预混合在一起，来制备官能化硅氧烷预混物。然后，将官能化硅氧烷预混物加入到主要混合物中，并搅拌直至得到所需的粒径。

Claims (26)

1.纤维处理组合物，所述纤维处理组合物包括下列物质的混合物
(a)官能化硅氧烷聚合物，其界面张力(IFT)小于或等于15mN/m(15dyne/cm)且亲水性指数(HI)小于100；和
(b)持久性添加剂，其可与所述官能化硅氧烷混溶
其中所述混合物的(Tanδ)-1大于零，和：
Tanδ＝G”/G’
G’为储能模量
G”为耗能模量。
2.如权利要求1所述的纤维处理组合物，其中所述IFT小于12mN/m并且所述HI小于或等于99.5。
3.如权利要求1或2所述的纤维处理组合物，其中所述IFT小于8mN/m，优选小于1mN/m并且所述HI值小于或等于99.5，优选小于98。
4.如权利要求1至3中任一项所述的纤维处理组合物，其中(Tanδ)-1在0.001至小于或等于0.1的范围内，优选在0.01至小于或等于0.075的范围内。
5.如前述任一项权利要求所述的纤维处理组合物，其中所述官能化硅氧烷与持久性添加剂的比率在5∶1至1000∶1、优选在10∶1至1000∶1的范围内。
6.如前述任一项权利要求所述的纤维处理组合物，所述纤维处理组合物包含0.1％至20％重量的所述混合物，优选包含0.5％至10％重量的所述混合物。
7.如前述任一项权利要求所述的纤维处理组合物，所述纤维处理组合物为水包油乳液形式。
8.如权利要求7所述的纤维处理组合物，所述纤维处理组合物另外包含基于所述含水连续相重量的0.1％至15％的乳化剂。
9.如权利要求8所述的纤维处理组合物，其中所述乳化剂包含阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、水溶性聚合物表面活性剂、水溶性含硅氧烷的表面活性剂和非离子表面活性剂中的一种或多种。
10.如权利要求9所述的纤维处理组合物，其中所述表面活性剂包含C16-C22的脂肪醇和/或具有1至30个环氧乙烷基团、优选10至30个环氧乙烷基团的脂肪醇乙氧基化物。
11.如权利要求10所述的纤维处理组合物，其中所述表面活性剂包含C16-22的脂肪醇与C16-22的脂肪醇乙氧基化物的混合物，所述混合物中脂肪醇与脂肪醇乙氧基化物的比率在10∶1和0.5∶1之间、更优选在6∶1和1∶1之间。
12.如前述任一项权利要求所述的纤维处理组合物，其中所述官能化硅氧烷为侧链型或接枝型有机改性的硅氧烷，如下式所示：
Figure A038092870003C1
或嵌段共聚物型，如下式所示：
Figure A038092870003C2
其中Me为甲基，m大于或等于1，n为约50至2000，p为约0至50，q为约0至50，r为约0至50，s为约0至50，其中p+q+r+s大于或等于1，B1为H、OH、烷基或烷氧基并且有机基团A1、A2、A3和A4为包含3至150个碳原子和0至50个杂原子的直链的、支链的或单环或多环的脂族，单不饱和或多不饱和烷基、芳基、杂烷基、杂脂族基或杂烯基部分，所述基团掺入有一种或多种极性取代基，所述极性取代基选自具有Hammett∑参数值在-1.0和+1.5之间的吸电子、电中性或供电子的基团。
13.如权利要求12所述的纤维处理组合物，其中所述极性取代基包括如下定义的基团α1、α2、α3和α4；S连接的基团，包括Sα1、SCN、SO2α1、SO3α1、SSα11、SOα1、SO2Nα1α2、SNα1α2、S(Nα1)α2、S(O)(Nα1)α2、Sα1(Nα2)、SONα1α2；O连接的基团，包括Oα1、OOα1、OCN、ONα1α2；N连接的基团，包括Nα1α2、Nα1α2α3+、NC、Nα1Oα2、Nα1Sα2、NCO、NCS、NO2、N＝Nα1、N＝NOα1、Nα1CN、N＝C＝Nα1、Nα1Nα2α3、Nα1Nα2Nα3α4，Nα1N＝Nα2；COX、CON3、CONα1α2、CONα1COα2、C(＝Nα1)Nα1α2、CHO、CHS、CN、NC和X，其中：
α1、α2、α3和α4为包含3至150个碳原子和0至50个杂原子的直链的、支链的或单环或多环的脂族，单不饱和或多不饱和烷基、芳基、杂烷基、杂脂族基或杂烯基部分，所述杂原子尤其为O、N、S、P，且
X为F、Cl、Br或I，其中
H为氢，O为氧，N为氮，C为碳，S为硫，Cl为氯，Br为溴，I为碘，F为氟。
14.如权利要求12或13中任一项所述的纤维处理组合物，其中所述一种或多种极性取代基包含氧，使得所述一种或多种极性取代基的氧含量之和按所述官能化硅氧烷的重量计为1％至17％，并且所述硅氧烷含量按所述官能化硅氧烷的重量计为45％至95％。
15.如权利要求12至14中任一项所述的纤维处理组合物，其中所述官能化硅氧烷包含聚氧化烯取代基。
16.如权利要求15所述的纤维处理组合物，其中所述官能化硅氧烷如下式所示：
Figure A038092870004C1
其中Me等于甲基；R1为甲基或R2或R3；R2为-(CH2)a-NH-[(CH2)a-NH]b-H；且R3为-(CH2)a-(OC2H4)m-(OC3H6)n-OZ；其中x为约50至1500，y为约1至20，z为约1至20；a为约2至5、优选2至4；b为0至3、优选1；m为约1至30；n为约1至30，并且Z为H、具有1至4个碳原子的烷基或乙酰基，前提条件是当y为0时，R1为R2基团，并且当z为0时，R1为R3基团。
17.如权利要求15或16所述的纤维处理组合物，其中所述聚氧化烯的含量为5％至42％并且所述硅氧烷的含量为67％至95％。
18.如前述任一项权利要求所述的纤维处理组合物，所述纤维处理组合物包含官能化硅氧烷，所述官能化硅氧烷选自下列物质A至物质D以及这些物质的混合物：
物质A
物质B
Figure A038092870005C2
物质C
Figure A038092870006C1
物质D
19.如前述任一项权利要求所述的纤维处理组合物，其中所述持久性添加剂为有机硅氧烷树脂。
20.如权利要求19所述的纤维处理组合物，其中所述有机硅氧烷树脂包括R3SiO1/2“M”单元、R2SiO“D”单元、RSiO3/2“T”单元、SiO2“Q”单元的组合，所述单元相互之间的比率满足关系RnSiO(4-n)/2，其中n为1.0和1.50之间的值，并且R为甲基。
21.如权利要求20所述的纤维处理组合物，其中所述树脂包括重复的单官能R3SiO1/2“M”单元和四官能SiO2“Q”单元。
22.如权利要求21所述的纤维处理组合物，其中所述“M”官能单元与“Q”官能单元的比率为0.7，并且n的值为1.2。
23.如权利要求19至23中任一项所述的纤维处理组合物，其中在25℃下所述有机硅氧烷树脂为固体，并且分子量在约1,000至约10,000克/摩尔的范围内。
24.如前述任一项权利要求所述的纤维处理组合物，其中所述纤维是毛发。
25.如权利要求24所述的毛发处理组合物，所述毛发处理组合物另外包括毛发漂白组分和/或染发组分。
26.毛发处理套盒，所述毛发处理套盒包括：
(a)氧化性漂白组合物
(b)染料组合物；和
如权利要求24所述的毛发处理组合物，所述毛发处理组合物可包括在组分(a)中和/或包括在组分(b)中和/或作为单独的组分提供。
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